მაღალმოლეკულური წონის პოლიეთილენი: აღწერა, თვისებები, აპლიკაციები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ადამიანის საქმიანობის სფეროში ყოველდღიურად შემოდის ხელოვნური გზით მოპოვებული ახალი მასალები. ერთ-ერთი მათგანია მაღალი მოლეკულური წონის პოლიეთილენი, რომელიც კომერციულ პროდუქტად იქცა 1950-იანი წლებიდან, მაგრამ მხოლოდ ახლა იძენს რეალურ პოპულარობას.

აღწერა

მაღალმოლეკულური წონის პოლიეთილენი არის თერმოპლასტიკური პოლიმერიზებული ეთილენის სახეობა. მისი მთავარი მახასიათებელია ძალიან გრძელი მოლეკულური ჯაჭვები. ისინი უკეთესად აღიქმებიან და გადასცემენ დატვირთვებს, „ანაზღაურებენ“მათ ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედებით.

მასალის გარეგნობა არ განსხვავდება სხვა სახის პლასტმასისგან. ის არის უსუნო, უგემოვნო, არატოქსიკური. ფერების შემოღებით მას ნებისმიერი ფერის მინიჭება შეუძლია. ამავდროულად, მას აქვს მთელი რიგი თვისებები, რომლებიც განასხვავებს მას სხვა პოლიმერებისგან.

მაღალმოლეკულური წონის პოლიეთილენი არის ხისტი მასალა დიდი ზემოქმედების სიძლიერით. მას შეუძლია გაუძლოსმნიშვნელოვანი სტრესები. ის არ შთანთქავს ტენიანობას, რის გამოც არ ურთიერთქმედებს ადამიანის კანთან და იგრძნობა მოლიპულ. გარდა ამისა, მას აქვს მაღალი აბრაზიული წინააღმდეგობა (უფრო მეტი ვიდრე ფოლადი) და ხახუნის დაბალი კოეფიციენტი.

მაღალმოლეკულური წონის პოლიეთილენის თვისებები

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ამ მაღალი მოლეკულური წონის პოლიმერის მთავარი მახასიათებელია გრძელი მოლეკულური ჯაჭვები. უფრო მეტიც, ისინი ორიენტირებულნი არიან იმავე მიმართულებით. ისინი განლაგებულია თითქმის ერთმანეთის პარალელურად. ეს ხსნის მასალის სიმტკიცეს.

მიუხედავად იმისა, რომ მაღალი მოლეკულური წონის პოლიეთილენი ქმნის გრძელ ჯაჭვებს, ცალკეულ მოლეკულებს შორის კავშირი სუსტია. ეს მაჩვენებელი სიდიდის რიგით დაბალია, ვიდრე კევლარის, რომელიც არანაკლებ გამძლე მასალაა. ეს მახასიათებელი ხდის პოლიმერს სითბოს გამძლეს - ის დნება 144 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე.

ეს პოლიეთილენი არ შეიცავს ეთერებს, ამინებს ან ჰიდროქსილის ჯგუფებს, რომლებიც მასალებს მგრძნობიარეს ხდის რეაქტიული და მძიმე გარემოს მიმართ. ამის წყალობით, ნივთიერება არ ექვემდებარება წყალს, ტენიანობას, აგრესიულ რეაგენტებს, მიკროორგანიზმებს და UV სხივებს.

გადამუშავების ძირითადი მეთოდები

მოთხოვნები, რომლის მიხედვითაც მაღალი მოლეკულური წონის პოლიეთილენი უნდა იყოს წარმოებული, შეიცავს GOST 16338-85. მათი თქმით, მასალის სინთეზი მონომერზე - ეთილენზე მეტალოცენური კატალიზატორების მოქმედებით ხორციელდება. უშუალოდ პროდუქციის წარმოებისთვის გამოიყენება გადამუშავების შემდეგი ძირითადი ტიპები:

1. ლარის ტრიალი. Ნედლეულიშერეული გამხსნელით. მიღებული მასა ხვრელების გავლით წყალში გადადის. შედეგად მიღებული ძაფები იწვება ღუმელში მათი ამოღების და გამხსნელის მოცილებისას.
2. ცხელი წნეხი და აგლომერაცია. პუდრისებრი მასა შეკუმშულია დიდი ძალით, რითაც მიიღება ერთგვაროვანი მასალა. შემდეგ ექვემდებარება თერმულ დამუშავებას - ადუღებას 150-200 გრადუს ტემპერატურაზე.
3. დგუშის ექსტრუზია. ნედლეული დნება ერთგვაროვან, რეზინისმაგვარ მასამდე და შემდეგ გამოწურულია სპეციალური საქშენებით.

გელის სპინინგი ყველაზე გავრცელებულია. ყოველივე ამის შემდეგ, სწორედ ამ გზით მიიღება მაღალი მოლეკულური პოლიეთილენის ბოჭკოები დიდი სიმტკიცით.

სამხედრო გამოყენება

ბოჭკოები, რომელთა წარმოებისთვის გამოიყენება მაღალი მოლეკულური წონის პოლიმერი, ფართოდ გამოიყენება პირადი დამცავი აღჭურვილობის, კერძოდ, ტყვიაგაუმტარი ჟილეტების შესაქმნელად. ძაფების ისეთი თვისებების გამო, როგორიცაა დაბალი ხვედრითი წონა და მაღალი გამტარუნარიანობა (ამ მაჩვენებლების თანაფარდობა 7-8-ჯერ აღემატება ფოლადისას), ჯავშანი მსუბუქია და მდგრადია ტყვიების, ნამსხვრევების და სხვა დამაზიანებელი ელემენტების მიმართ.

ტანის ჯავშანი დამზადებულია ფურცლებისგან, რომლებიც მიღებულია ბოჭკოების ერთმანეთზე სხვადასხვა კუთხით დატანით. ამ ტექნოლოგიის წყალობით ჩნდება მრავალღერძიანი ქსოვილები - სპეციალური სახის მინისებრი ქსოვილი, რომელიც უძლებს სტრესებს ნებისმიერი მიმართულებით. მაღალი მოლეკულური წონის პოლიეთილენი გამოიყენება ტანის, კიდურების დასაცავად. Თვისებებიმრავალღერძიანი ქსოვილები იძლევა ჯავშანტექნიკის დაცვას, აგრეთვე ბოჭკოების გამოყენებას ჭრის მდგრადი ხელთათმანების შესაქმნელად.

სამედიცინო აპლიკაციები

მედიცინაში მაღალმოლეკულური წონის პოლიეთილენს იყენებენ ძირითადად ბარძაყის სახსრისა და ზურგის სვეტის, მუხლის სახსრების იმპლანტების შესაქმნელად. ამ მიზნით პირველად 1962 წელს გამოიყენეს. და მას შემდეგ დაიწყო დომინირება.

ფართოდ გამოყენებული და მოდიფიცირებული მასალა - ბადე ან ჯვარედინი პოლიმერი. იგი მიიღება მაღალმოლეკულური წონის პოლიეთილენის ბოჭკოების გამა კვანტებით ან ელექტრონებით დაჭედვით, რომლებიც ძაფებს აკერებენ ერთმანეთს. ამის შემდეგ ის ექვემდებარება სითბოს, რაც ამცირებს მის რედოქს უნარს.

ამ ნედლეულზე დაფუძნებული ბოჭკოები ასევე გამოიყენება დასაკერებლად. ამ პროდუქტების წარმოებაში ლიდერია DSM, რომელიც აწვდის სამედიცინო ბაზარს ნაკერების ძაფებით სახელწოდებით Dyneema Purity.

სამრეწველო გამოყენება

მაღალმოლეკულური პოლიეთილენის ფურცელი, რომელიც საწარმოო ბაზარზე მიეწოდება ბრტყელ ბილიკებს 2 სმ სისქით, ყველაზე დიდი გამოყენება ჰპოვა ინდუსტრიაში პრესტიჟული კლასის პლასტმასის ფანჯრები, PVC პანელები და სხვადასხვა კონფიგურაციის PVC პროფილები მზადდება მის საფუძველზე.

მექანიკურ ინჟინერიაში დალუქვის რგოლების, საკისრების წარმოებისთვის, ჰიდრავლიკურ ან ზეთის გარემოში მომუშავე ნაწილების შესაქმნელად დაასევე მაღალი სამუშაო წნევის მქონე პნევმატურ დანადგარებში ყველაზე ხშირად გამოიყენება მაღალი მოლეკულური წონის პოლიეთილენი 1000 - პოლიმერის ერთ-ერთი მთავარი სახეობა.